固体氧化物燃料电池的透生成分析和性能比较与嵌入的多孔管道在单块层结构几何和平面几何与形分离器的嵌入式多孔管道
J J Ramírez-Minguela1, J M Mendoza-Miranda2, V Pérez-García3
1Department of Chemical Engineering, Division of Natural and Exact Sciences, University of Guanajuato, Col. Noria Alta s/n, Guanajuato C.P. 36050, Guanajuato, Mexico.
Entropy (Basel, Switzerland)
|July 29, 2025
概括
单块层构建几何结构的固体氧化物燃料电池 (MOLB-PPA SOFC) 的功率密度比带有梯形边框的平面几何结构 (P-TBFA SOFC) 高7.5%. 此外,MOLB-PPA SOFC的总不可逆性也较低,这表明效率有所提高.
科学领域:
- 能源转化和储存 能源转化和储存
- 热力学是一种热力学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 固体氧化物燃料电池 (SOFC) 对清洁能源发电具有前景.
- 优化SOFC设计对于提高功率密度和减少能量损失至关重要.
- 了解生成为热力学低效率提供了洞察力.
研究的目的:
- 为了比较两个SOFC设计的性能和生成:MOLB-PPA SOFC和P-TBFA SOFC.
- 分析物种度,温度和电流密度分布.
- 评估来自各种损失机制的本地和全球生成率.
主要方法:
- 对生成和性能进行计算分析.
- 在不同电流密度的功率密度的比较.
- 详细检查电极-电解质接口上的电场分布 (物种,温度,电流密度).
- 绘制因热传递,流体流动,质量传递,激活和欧姆损失而导致的局部和全球生成率的映射.
主要成果:
- 与P-TBFA SOFC相比,MOLB-PPA SOFC显示出了7.5%的更高功率密度.
- 在P-TBFA SOFC中,温度分布更加均.
- MOLB-PPA SOFC通过传热产生较低的全球.
- 在这两种设计中,欧姆损失是产生的主要来源.
- 在MOLB-PPA SOFC中,总不可逆性比在P-TBFA SOFC中低24.75%.
结论:
- 与P-TBFA SOFC相比,MOLB-PPA SOFC设计提供了更高的功率密度和更低的整体不可逆性.
- 虽然P-TBFA SOFC提供了更好的温度均性,但其更高的生成表明了更大的热力学损失.
- 尽量减少欧姆损失仍然是提高SOFC效率的关键挑战,在两个配置.


